背景和目的:支链氨基酸转移酶 2(branched-chain amino acid transferase-2,BCAT2)是支链氨基酸代谢中的关键酶,在脂代谢和糖酵解中发挥重要作用。目前研究表明,BCAT2在许多肿瘤中出现异常高表达,可以诱导肿瘤增殖。然而 BCAT2 在食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中的作用尚不清楚。本研究的目的旨在探讨BCAT2在ESCC中的生物学作用,并剖析其可能的分子机制,该研究为以BCAT2为靶点的ESCC患者的分子靶向治疗奠定基础。方法:1.BCAT2在ESCC中表达差异分析:生物信息学分析在线数据库UALCAN中BCAT2在食管癌中的差异表达;通过Western blot和qRT-PCR检测ESCC细胞和人永生化食管上皮细胞Het-1 A中BCAT2的蛋白及mRNA水平2.BCAT2在ESCC中的功能:筛选出BCAT2表达相对较高的KYSE30和Eca109,转染BCAT2 siRNA或pCMV-Myc-BCAT2,检测BCAT2敲低和过表达对ESCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响。Western blot检测BCAT2敲低和过表达对糖酵解相关的己糖激酶2(hexokinase 2,HK2)、M2型丙酮酸激酶(pyruvate kinase M2,PKM2)、乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase,LDHA)的表达和侵袭相关的神经钙粘素(N-Cadherin)、上皮细胞钙黏蛋白(E-Cadherin)蛋白水平表达的影响。3.检测BCAT2敲低和Erastin处理后ESCC细胞中铁离子、MDA浓度、GSH含量及细胞活力,Western blot检测Erastin处理后BCAT2的表达。4.检测BCAT2敲低联合Erastin处理、BCAT2过表达联合Erastin处理的ESCC细胞中铁离子、MDA、GSH浓度及细胞活力,CCK-8此网站检测BCAT2敲低联合Fer-1处理的ESCC细胞活力。5.Western blot检测BCAT2敲低对Nrf2蛋白表达的影响。结果:1.Ualcan在线数据库显示BCAT2在食管癌病例组织中表达显著高于正常组织;Western blot及qRT-PCR结果中,BCAT2在ESCC细胞与Het-1A细胞蛋白表达及mRNA水平中具有差异性,其中KYSE30和Eca109差异显著。2.BCAT2敲低抑制ESCC细胞增殖和侵袭,而BCAT2过表达显著促进增殖和侵袭。BCAT2敲低抑制糖酵解相关酶(HK2、PKM2、LDHA)和EMT相关蛋白(N-cad)的表达,促进E-cad表达,而BCAT2过表达则相反。3.BCAT2敲低和Erastin均能诱导ESCC细胞铁死亡表型的发生,Erastin下调ESCC细胞中BCAT2蛋白的表达。4.BCAT2敲低联合铁死亡诱导剂Erastin出现了更显著的细胞内铁离子蓄积、GSH耗竭,MDA浓度增加、增殖能力下降更为显著;BCAT2过表达联合Erastin药物处理相较于单Erastin处理组,铁离子蓄积更低,GSH含量增加,MDA浓度更低;Fer-1挽救BCAT2敲低诱导的低增殖。5.BCAT2与铁死亡抑制蛋白Flavivirus infectionNrf2及其结合的抗氧化反应元件具有正相关性,Erastin和BCAT2敲低均可下调Nrf2蛋白表达。结论:1.BCAT2敲低通过抑制糖酵解相关蛋白的表达和EMT进程导致ESCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力显著受到阻碍,提示靶向BCAT2可能成为ESCC新的治疗靶点。2.BCAT2通过调控ESCC细胞的铁死亡而发挥促肿瘤作用,提示抑制BCselleckchem C59AT2可能成为ESCC潜在铁死亡药物的治疗靶点。